胶体体系的分类和制备
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
绪论
前言
胶体的发展
1、1861年 胶体化学创始Thahamgraham（格莱姆） 对胶体作了系统的研究。基本思想如下： ①所有的物质分为两类 （1）能从溶液中结晶出来，如Nacl，明矾等，称为 晶体。 （2）不能从溶液中结晶出来，如牛皮胶，称为胶体。
②晶体：水中迅速扩散，穿过半透膜—分子小 胶体：扩散慢，不能穿过半透膜—分子大 将胶体、晶体溶于一体用透析加以区别。 ③胶体和晶体是不同的物质
4、1907年，奥斯特创办《胶体化学和工业杂 志》，从此时胶体化学真正成为一门独立 的学科。
5、我国古代胶体的应用
胶泥作“活字”（应用了粘土胶体的性质)
食用饧饴（淀粉与糊性在麦芽糖与葡萄糖溶液 中形成稳定的胶体体系）
墨（明胶作保护剂使碳粒均匀稳定的散开），
豆腐，粉条，皮蛋，药用胶丸，膏药，制革， 染色，油漆，印记，陶器，瓷器, 。
胶团
胶团(电中性)
胶团的结构
例2：AgNO3 + KI → KNO3 + AgI↓ 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： [(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3– 胶核 胶粒(带正电) 胶团的图示式：
胶核 胶粒 胶团
胶团(电中性)
胶粒的形状
胶团没有固定的直径和质量，同一种溶 胶的值也不是一个固定的数值 作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是 球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。
性的胶团。
胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离 子，用同离子效应使胶核不易溶解
例1：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ： [(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+ 胶核 胶粒(带负电) 胶核 胶粒 胶团的图示式：
4、聚结稳定性 胶体分散质粒子表面也象真溶液中会形成溶剂化而具有 分散剂的性质。这种膜对分散质粒子起保护作用，使粒 子在相互碰撞时不会结合在一起。胶体粒子能够保持单 个独立状态而不相互结合的这种稳定性，即聚结稳定性 5、动力稳定性（说明胶体粒子非常活跃） 根据分子热运动的观点，在恒温条件下，分散粒子的运 动速度与粒子质量的平方根成反比。粒子小，速度快， 胶体具有高的扩散性，这种扩散性能使胶体粒子克服它 自身的重力而免于向下沉积，能均匀自如地分散在整个 介质中，表现为一定的稳定性。
§1.1 胶体的分类
一、习惯上，按物系体相中有无相界面 存在把胶体分为： 亲液溶胶—高分子溶胶：单相，热力学稳定， 可逆 疏液溶胶—溶胶：多相，热力学不稳定， 不可逆
二、由分散质和分散剂聚集状态的不同， 胶体可分为几类：
分散剂 分散质
气体 液体 L S G L S G L S
名称
实例
气-液溶胶 气-固溶胶 液-气溶胶 液-液溶胶 液-固溶胶
憎液溶胶的特性概括有：
特有的分散程度; 不均匀（多相）性; 聚结不稳定性
1、分散性 溶胶中粒子的大小约为 10-9-10-7m之间，其许多特 性，如扩散作用快，不能透过半透膜，渗透压低，动力稳 定性强，乳光亮度高等，都与其特有的分散程度密切相关。 2、多相，胶团结构复杂性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复 杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
只有到了20世纪，胶体化学才得到广泛的发展 和有了多种多样的实际用途。
胶体化学的应用范围，涉及到很多工业部门，近 年来对油漆膜的物化性能、催化剂的作用机理， 生物膜以及合成膜的选择渗透性机理的研究等， 都受到了极大的重视。胶体化学还深入到其他的 一些领域，如分子生物学、大气污染中溶胶的形 成与消除等。
雾，云 烟，含尘的空气
泡沫 乳状液,牛奶，石油 凝胶，悬浮液,黄油
固体
固-气溶胶 泡沫塑料，沸石，分子筛 固-液溶胶 凝胶，珍珠，某些宝石 固-固溶胶 乳状液,豆腐,有色玻璃，合金
§1.2 胶体的基本特征
习惯上将胶体（溶胶）分为亲液溶胶（高分 子溶液）和疏液溶胶（憎液溶胶）两种。 亲液溶胶 分散质溶于分散剂中成为一相，即高分子物 质形成的真溶液。热力学稳定的。由于高分 子粒度与溶胶相似而归入溶胶中，当溶质和 溶剂分离以后，很容易恢复至原来高分子状 态，是可逆体系。 如明矾，淀粉，琼胶，蛋白质等溶质在水中 形成分散溶胶。
说明： 1、三者的性质存在显著的差别，但没有明显的界 限，三者间的过渡是逐渐的，如土址学家将土址 胶体粒子的直径规定在200nm以下 2、大分子（高分子）所形成的分散系均匀单相， 所以它具有胶体和真溶液的特征。 3、随粒子半径的减小比表面和表面能成指数增长。 体系热力学稳定性增加。当边长为1μm时，表 面能不能忽略，具有一定意义。当边长为1nm 时，表面能具有重要作用。
胶团的结构
形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散质的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 聚沉。
胶团的结构
胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚
结形成胶粒的中心，称为胶核； 然后胶核选择性的吸附稳
Biblioteka Baidu
定剂中的一种离子，形成紧密
吸附层；由于正、负电荷相吸， 在紧密层外形成反号离子的包 围圈，从而形成了带与紧密层 相同电荷的胶粒； 胶粒与扩散层中的反 号离子，形成一个电中
2、1904/1869年，鲍尔雪夫,韦曼进一步研究， 对1中③作了修改。 基本思想：任何物质既可以制成晶体，也可以 制成胶体。胶体和晶体不是不同种类的物质， 而是同一种物质的两种不同形态 例如: NaCl在水中是晶体,NaCl在乙醇中是胶体 肥皂在水中是胶体,肥皂在乙醇中是晶体
3、1903年，Zsigmonol（齐格蒙弟）和 Siedwntopf（西登托夫）发明了超显微镜， 第一次成功观测到溶液中粒子的运动，证 明溶胶的超微不均匀性（这种性质用普通 的显微镜看不出来），也认识到溶液中存 在相界面的重大意义。
质点为球形的，流动性较好； 若为带状的，则流动性较差。
胶团的形状
例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点
（2） V2O5 溶胶是带状的质点 （3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点
溶胶与其他分散系的差异: 粒子大小不同;粒子构造不同 例如： 真溶液：分子或离子是比较简单的个体 溶胶 ：胶团结构较为复杂
3、聚结不稳定性 多相和高度分散导致热力学不稳定性，胶体粒 子有聚结而降低表面积和表面能的趋势。即具 有聚结不稳定性。这就是为什么形成溶胶必需 有稳定剂的原因。
从另一个角度胶体具有动力稳定性和聚结稳定性。
总之，自从塑料、橡胶、合成纤维工业兴起以来， 胶体化学的研究便呈现出了勃勃的生机
第一章 胶体体系的分类及制备
1、分散体系：把一种物质或几种物质分散 在另一种物质中就构成分散体系 被分散的物质叫分散质，是不连续 另一种物质叫分散剂，分散剂是连续
2、按分相系粒子的大小，把分散体系区分为
粗粒分散系 胶体分散系 分子分散 100nm以上 100-1nm 1-0.1nm 透不过滤纸 透不过滤纸 透过滤纸 透不过半透膜 透不过半透膜 透过半透膜 不能扩散 扩散很慢 很快 多相态 多相态 单相态 悬浮体 胶体 溶液 赤血球 全胶体 氧分子 7500nm （100-1nm ) （0.16nm）
前言
胶体的发展
1、1861年 胶体化学创始Thahamgraham（格莱姆） 对胶体作了系统的研究。基本思想如下： ①所有的物质分为两类 （1）能从溶液中结晶出来，如Nacl，明矾等，称为 晶体。 （2）不能从溶液中结晶出来，如牛皮胶，称为胶体。
②晶体：水中迅速扩散，穿过半透膜—分子小 胶体：扩散慢，不能穿过半透膜—分子大 将胶体、晶体溶于一体用透析加以区别。 ③胶体和晶体是不同的物质
4、1907年，奥斯特创办《胶体化学和工业杂 志》，从此时胶体化学真正成为一门独立 的学科。
5、我国古代胶体的应用
胶泥作“活字”（应用了粘土胶体的性质)
食用饧饴（淀粉与糊性在麦芽糖与葡萄糖溶液 中形成稳定的胶体体系）
墨（明胶作保护剂使碳粒均匀稳定的散开），
豆腐，粉条，皮蛋，药用胶丸，膏药，制革， 染色，油漆，印记，陶器，瓷器, 。
胶团
胶团(电中性)
胶团的结构
例2：AgNO3 + KI → KNO3 + AgI↓ 过量的 AgNO3 作稳定剂 胶团的结构表达式： [(AgI)m n Ag+ (n-x)NO3–]x+ x NO3– 胶核 胶粒(带正电) 胶团的图示式：
胶核 胶粒 胶团
胶团(电中性)
胶粒的形状
胶团没有固定的直径和质量，同一种溶 胶的值也不是一个固定的数值 作为憎液溶胶基本质点的胶粒并非都是 球形，而胶粒的形状对胶体性质有重要影响。
性的胶团。
胶核吸附离子是有选择性的，首先吸附与胶核中相同的某种离 子，用同离子效应使胶核不易溶解
例1：AgNO3 + KI→KNO3 + AgI↓ 过量的 KI 作稳定剂 胶团的结构表达式 ： [(AgI)m n I – (n-x)K+]x– xK+ 胶核 胶粒(带负电) 胶核 胶粒 胶团的图示式：
4、聚结稳定性 胶体分散质粒子表面也象真溶液中会形成溶剂化而具有 分散剂的性质。这种膜对分散质粒子起保护作用，使粒 子在相互碰撞时不会结合在一起。胶体粒子能够保持单 个独立状态而不相互结合的这种稳定性，即聚结稳定性 5、动力稳定性（说明胶体粒子非常活跃） 根据分子热运动的观点，在恒温条件下，分散粒子的运 动速度与粒子质量的平方根成反比。粒子小，速度快， 胶体具有高的扩散性，这种扩散性能使胶体粒子克服它 自身的重力而免于向下沉积，能均匀自如地分散在整个 介质中，表现为一定的稳定性。
§1.1 胶体的分类
一、习惯上，按物系体相中有无相界面 存在把胶体分为： 亲液溶胶—高分子溶胶：单相，热力学稳定， 可逆 疏液溶胶—溶胶：多相，热力学不稳定， 不可逆
二、由分散质和分散剂聚集状态的不同， 胶体可分为几类：
分散剂 分散质
气体 液体 L S G L S G L S
名称
实例
气-液溶胶 气-固溶胶 液-气溶胶 液-液溶胶 液-固溶胶
憎液溶胶的特性概括有：
特有的分散程度; 不均匀（多相）性; 聚结不稳定性
1、分散性 溶胶中粒子的大小约为 10-9-10-7m之间，其许多特 性，如扩散作用快，不能透过半透膜，渗透压低，动力稳 定性强，乳光亮度高等，都与其特有的分散程度密切相关。 2、多相，胶团结构复杂性 具有纳米级的粒子是由许多离子或分子聚结而成，结构复 杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小 不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。
只有到了20世纪，胶体化学才得到广泛的发展 和有了多种多样的实际用途。
胶体化学的应用范围，涉及到很多工业部门，近 年来对油漆膜的物化性能、催化剂的作用机理， 生物膜以及合成膜的选择渗透性机理的研究等， 都受到了极大的重视。胶体化学还深入到其他的 一些领域，如分子生物学、大气污染中溶胶的形 成与消除等。
雾，云 烟，含尘的空气
泡沫 乳状液,牛奶，石油 凝胶，悬浮液,黄油
固体
固-气溶胶 泡沫塑料，沸石，分子筛 固-液溶胶 凝胶，珍珠，某些宝石 固-固溶胶 乳状液,豆腐,有色玻璃，合金
§1.2 胶体的基本特征
习惯上将胶体（溶胶）分为亲液溶胶（高分 子溶液）和疏液溶胶（憎液溶胶）两种。 亲液溶胶 分散质溶于分散剂中成为一相，即高分子物 质形成的真溶液。热力学稳定的。由于高分 子粒度与溶胶相似而归入溶胶中，当溶质和 溶剂分离以后，很容易恢复至原来高分子状 态，是可逆体系。 如明矾，淀粉，琼胶，蛋白质等溶质在水中 形成分散溶胶。
说明： 1、三者的性质存在显著的差别，但没有明显的界 限，三者间的过渡是逐渐的，如土址学家将土址 胶体粒子的直径规定在200nm以下 2、大分子（高分子）所形成的分散系均匀单相， 所以它具有胶体和真溶液的特征。 3、随粒子半径的减小比表面和表面能成指数增长。 体系热力学稳定性增加。当边长为1μm时，表 面能不能忽略，具有一定意义。当边长为1nm 时，表面能具有重要作用。
胶团的结构
形成憎液溶胶的必要条件是： （1）分散质的溶解度要小； （2）还必须有稳定剂存在，否则胶粒易聚结而 聚沉。
胶团的结构
胶粒的结构比较复杂，先有一定量的难溶物分子聚
结形成胶粒的中心，称为胶核； 然后胶核选择性的吸附稳
Biblioteka Baidu
定剂中的一种离子，形成紧密
吸附层；由于正、负电荷相吸， 在紧密层外形成反号离子的包 围圈，从而形成了带与紧密层 相同电荷的胶粒； 胶粒与扩散层中的反 号离子，形成一个电中
2、1904/1869年，鲍尔雪夫,韦曼进一步研究， 对1中③作了修改。 基本思想：任何物质既可以制成晶体，也可以 制成胶体。胶体和晶体不是不同种类的物质， 而是同一种物质的两种不同形态 例如: NaCl在水中是晶体,NaCl在乙醇中是胶体 肥皂在水中是胶体,肥皂在乙醇中是晶体
3、1903年，Zsigmonol（齐格蒙弟）和 Siedwntopf（西登托夫）发明了超显微镜， 第一次成功观测到溶液中粒子的运动，证 明溶胶的超微不均匀性（这种性质用普通 的显微镜看不出来），也认识到溶液中存 在相界面的重大意义。
质点为球形的，流动性较好； 若为带状的，则流动性较差。
胶团的形状
例如：（1）聚苯乙烯胶乳是球形质点
（2） V2O5 溶胶是带状的质点 （3） Fe(OH)3 溶胶是丝状的质点
溶胶与其他分散系的差异: 粒子大小不同;粒子构造不同 例如： 真溶液：分子或离子是比较简单的个体 溶胶 ：胶团结构较为复杂
3、聚结不稳定性 多相和高度分散导致热力学不稳定性，胶体粒 子有聚结而降低表面积和表面能的趋势。即具 有聚结不稳定性。这就是为什么形成溶胶必需 有稳定剂的原因。
从另一个角度胶体具有动力稳定性和聚结稳定性。
总之，自从塑料、橡胶、合成纤维工业兴起以来， 胶体化学的研究便呈现出了勃勃的生机
第一章 胶体体系的分类及制备
1、分散体系：把一种物质或几种物质分散 在另一种物质中就构成分散体系 被分散的物质叫分散质，是不连续 另一种物质叫分散剂，分散剂是连续
2、按分相系粒子的大小，把分散体系区分为
粗粒分散系 胶体分散系 分子分散 100nm以上 100-1nm 1-0.1nm 透不过滤纸 透不过滤纸 透过滤纸 透不过半透膜 透不过半透膜 透过半透膜 不能扩散 扩散很慢 很快 多相态 多相态 单相态 悬浮体 胶体 溶液 赤血球 全胶体 氧分子 7500nm （100-1nm ) （0.16nm）